电子产品的重要一步新方法大大增加了电阻

大阪大学的研究人员展示了一种通过施加电压来改变电阻器氢浓度的新技术。产生的电场驱使氢离子更深地扩散到钙钛矿稀土镍酸盐晶格中，从而导致电阻的可调的“巨大”增加。这项研究可以开发出新型的气体传感器和可电气开关的智能材料。

计算机芯片取决于通过半导体对电信号的仔细控制。常规地，通过有意地用杂质离子“掺杂”硅芯片来改变硅芯片的导电性。但是，此过程通常在工厂执行一次，以后不能更改。因此，动态控制材料掺杂的能力将为新型开关甚至可能是全新的计算机电路开辟道路。

现在，大阪大学的科学家创造了一种氧化钕镍薄膜(NdNiO 3)，其电阻可以通过控制薄膜中氢离子(质子)的分布而发生巨大变化。在称为“气相退火”的过程中添加氢，其中具有钙钛矿晶体结构的薄膜在存在电场的情况下暴露于氢气，该电场导致氢质子的形成。通过充当催化剂的铂电极加快了该反应。

升高退火温度会导致更多的质子扩散到薄膜中。在室温下，薄膜的电阻是原始值的两倍，但在200°C时跃升了30倍。第一作者乌马尔·西迪克(Umar Sidik)解释说：“由于电阻很容易在电子设备中检测到，因此我们将电阻的巨大增加称为'巨大的' 。”

以这种方式，显示了在期望温度下的电场和气相退火的组合能够控制扩散掺杂，这导致了电可调大电阻器件。使用X射线衍射和光学显微镜确认晶体结构。该变化是可见的，因为氢掺杂区变为光学透明的。

高级作者Azusa N. Hattori说：“除了大的电阻调制之外，离子掺杂还具有通过操纵离子扩散过程进入或离开材料的过程，通过电场可逆地改变相关材料的结构和电子特性的潜力。” 。实际上，这会导致“离子电子”设备的整个区域都依赖于固体晶格中的离子运动来起作用。